Байкальський нейтринний телескоп рос Байкальский нейтринный телескоп англ Baikal Gigaton Volume Detector Baikal GVD нейт

Байкальський нейтринний телескоп (рос. Байкальский нейтринный телескоп, англ. Baikal Gigaton Volume Detector, Baikal-GVD) — нейтринна обсерваторія, що знаходиться на дні озера Байкал. Телескоп почав детектувати нейтрино з 1993 року, а з 2021 року запрацював на повну потужність. Має об'єм, порівнянний з найбільшим у світі нейтринним детектором IceCube. Разом з IceCube, ANTARES і KM3NeT входить до Глобальної нейтринної мережі як найважливіший її елемент в Північній півкулі.

Будівництво телескопа на вкритому льодом Байкалі

Один з оптичних модулів телескопа, готовий до занурення у воду

Учасники проєкту

Обсерваторію використовує колаборація «Байкал», яка включає наступні наукові установи:

Інститут ядерних досліджень РАН,
Об'єднаний інститут ядерних досліджень,
Іркутський державний університет,
Московський державний університет імені М. В. Ломоносова,
^[ru],
^[ru],
Компанію Evologic (Німеччина),
^[en] ,
Інститут експериментальної та прикладної фізики Празького університету,
Братиславський університет.

Обладнання

Установка має модульний характер, що дозволило вводити її до ладу поступово, в кілька етапів. На 2008 рік працювало 11 гірлянд, проєктна потужність телескопа 1 Гт, що відповідає об'єму 1 км³.

Історія

Передісторія

Ідею використовувати для детектування нейтрино з черенківського випромінювання глибокі природні водоймища висунув у 1960 році Мойсей Марков. 1980 року ^[ru] запропонував Байкал у якості такого водоймища. 1 жовтня того ж року при Інституті ядерних досліджень Академії наук СРСР було засновано очолювану ^[ru] лабораторію нейтринної астрофізики високих енергій, яка у 1981 році розпочала роботу з підводними детекторами. У 1984 році була випробувана установка «Гірлянда-84» з 12 детекторів, що послужила прототипом для майбутніх телескопів.

Перший етап будівництва

У 1993 році були занурені перші три гірлянди майбутнього нейтринного телескопа, які того ж року детектували перші два нейтрино. Ця частина телескопа носила назву НТ-36 і складалась з з 36 оптичних модулів на 3 коротких тросах. Вона приймала дані до березня 1995 року. НТ-72 працював у 1995—1996 роках, потім він був замінений на чотиригірляндний масив НТ-96. За 700 днів роботи на НТ-36, НТ-72 і НТ-96 було зібрано 320 000 000 мюонних подій.

Починаючи з квітня 1997 року дані приймав НТ-144, масив з шести гірлянд. Повний масив НТ-200 був завершений у квітні 1998 року. Він мав робочий об'єм 100 тис. м³ і складався з восьми 72-метрових гірлянд зі 192 детекторів на глибині понад 1 км, ставши першою чергою Байкальського нейтринного телескопа.

У 2004—2005 роках він був оновлений до НТ-200+ з трьома додатковими гірляндами навколо НТ-200 на відстані 100 метрів, кожна з 12 оптичними модулями.

Другий етап будівництва

До 2010 року було завершено проєктування другої черги телескопа. Перша черга з 3 гірлянд була введена в дію в квітні 2013 року. У квітні 2015 року почав роботу перший демонстраційний кластер «Дубна» оновленого телескопа зі 192 детекторами на восьми 345-метрових гірляндах на глибині до 1276 м. З 2016 року будується телескоп об'ємом 1 кубічний кілометр, NT-1000 або Baikal-GVD (або просто GVD, Gigaton Volume Detector). У 2016—2018 роках було розміщено перші три базові кластери телескопа (по одному щороку). У квітні 2019 року було запущено ще два кластери, всього їх стало 5. У квітні 2020 року було змонтовано ще два кластери, шостий та сьомий. Останній, восьмий кластер був встановлений в 2021, робочий об'єм телескопа досяг 0,4 км³. Планується подальше розширення телескопа буде продовжено, до 2030 число кластерів має досягти 27, а робочий об'єм планують з часом збільшити до 1 км³.

Результати

Байкальський нейтринний телескоп використовується для дослідження астрофізичних явищ. Були опубліковані результати пошуку реліктової темної матерії на Сонці, мюонів високої енергії і нейтрино.

Примітки

Понятов, 2021, с. 17.
Нейтринный телескоп Baikal-GVD. «Научная Россия» — наука в деталях! (рос.). 23 квітня 2020. Процитовано 26 січня 2021.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url ()
Первый кластер глубоководного нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба Baikal-GVD вступил в строй на оз. Байкал. оригіналу за 11 травня 2021. Процитовано 21 лютого 2021.
Космический глаз Байкала • Библиотека. «Элементы» (рос.). оригіналу за 17 січня 2019. Процитовано 26 січня 2021.
M. A. Markov. On high energy neutrino physics / E. C. G. Sudarshan, J. H. Tinlot, A. C. Melissinos (editors) // Proceedings, 10th International Conference on High-Energy Physics (ICHEP 60) : Rochester, NY, USA, 25 Aug - 1 Sep 1960. — Rochester, 1960. — 9 July. — P. 579—580.
Понятов, 2021, с. 18.
Понятов, 2021, с. 19.
Понятов, 2021, с. 19—20.
Belolaptikov, I. A. (1995). Results from the Baikal Underwater Telescope (PDF). Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 43 (1–3): 241—244. Bibcode:1995NuPhS..43..241B. doi:10.1016/0920-5632(95)00481-N.
Belolaptikov, I. A. та ін. (1997). The Baikal underwater neutrino telescope: Design, performance, and first results. Astroparticle Physics. 7 (3): 263—282. Bibcode:1997APh.....7..263B. doi:10.1016/S0927-6505(97)00022-4.
. Baikalweb. 6 січня 2005. Архів оригіналу за 31 серпня 2010. Процитовано 30 липня 2008.
Понятов, 2021, с. 20.
К. Вохмянина. Байкальский подводный нейтринный телескоп. оригіналу за 20 серпня 2011. Процитовано 19 травня 2015.
Aynutdinov, V. та ін. (2005). The Baikal neutrino experiment: From NT200 to NT200+. Proceedings of the 29th International Cosmic Ray Conference. 5: 75. Bibcode:2005ICRC....5...75A.
Wischnewski, R. та ін. (2005). The Baikal Neutrino Telescope – Results and Plans. International Journal of Modern Physics A. 20 (29): 6932—6936. arXiv:astro-ph/0507698. Bibcode:2005IJMPA..20.6932W. doi:10.1142/S0217751X0503051X.
Avrorin, A. V. та ін. (2014). Data acquisition system of the NT1000 Baikal neutrino telescope. Instruments and Experimental Techniques. 57 (3): 262—273. doi:10.1134/S002044121403004X.
A new neutrino telescope for Lake Baikal – CERN Courier. 22 July 2015.
Первый кластер глубоководного нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба Baikal-GVD вступил в строй на оз. Байкал. пресс-центр Института ядерных исследований. оригіналу за 20 травня 2015. Процитовано 19 травня 2015.
Avrorin, A. V. та ін. (2011). An Experimental String of the NT1000 Baikal Neutrino Telescope (PDF). Instruments and Experimental Techniques. 54 (5): 649—659. doi:10.1134/S0020441211040178.
Понятов, 2021, с. 21.
Пресс-релиз 2020 проекта Baikal-GVD. оригіналу за 28 вересня 2020. Процитовано 21 лютого 2021.
На дне Байкала установили два новых кластера нейтринного телескопа Baikal-GVD [ 2023-04-24 у Wayback Machine.] // ТАСС, 24 апр 2023
Avrorin, A.D. та ін. (2015). Search for neutrino emission from relic dark matter in the Sun with the Baikal NT200 detector. Astroparticle Physics. 62: 12—20. arXiv:1405.3551. Bibcode:2015APh....62...12A. doi:10.1016/j.astropartphys.2014.07.006.
Wischnewski, R. та ін. (2005). The Baikal Neutrino Telescope – Results and Plans. International Journal of Modern Physics A. 20 (29): 6932—6936. arXiv:astro-ph/0507698. Bibcode:2005IJMPA..20.6932W. doi:10.1142/S0217751X0503051X.
Aynutdinov, V. (2006). Search for a Diffuse Flux of High-Energy Extraterrestrial Neutrinos with the NT200 Neutrino Telescope. Astroparticle Physics. 25 (2): 140—150. arXiv:astro-ph/0508675. Bibcode:2006APh....25..140A. doi:10.1016/j.astropartphys.2005.12.005.

Література

Алексей Понятов. Нейтрино ловят на глубине // Наука и жизнь. — 2021. — № 5 (9 липня). — С. 17—21.

Посилання

Відео-портрети учасників Байкальської експедиції в рамках проєкту, 2019 рік / Архивная копия
Хроники байкальской экспедиции 2018—2020 / Архівовано березень 8, 2021 на сайті Wayback Machine.
Байкальский телескоп получил прорывные результаты в изучении нейтрино (проєкт 100-миллионник «Нейтрино и астрофизика частиц», стартовал в 2020 году) // РГ, 7 сентября 2022

[FOOTNOTEПонятов202117-1] Понятов, 2021, с. 17.

[:0-2] Нейтринный телескоп Baikal-GVD. «Научная Россия» — наука в деталях! (рос.). 23 квітня 2020. Процитовано 26 січня 2021.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url ()

[3] Первый кластер глубоководного нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба Baikal-GVD вступил в строй на оз. Байкал. оригіналу за 11 травня 2021. Процитовано 21 лютого 2021.

[4] Космический глаз Байкала • Библиотека. «Элементы» (рос.). оригіналу за 17 січня 2019. Процитовано 26 січня 2021.

[5] M. A. Markov. On high energy neutrino physics / E. C. G. Sudarshan, J. H. Tinlot, A. C. Melissinos (editors) // Proceedings, 10th International Conference on High-Energy Physics (ICHEP 60) : Rochester, NY, USA, 25 Aug - 1 Sep 1960. — Rochester, 1960. — 9 July. — P. 579—580.

[FOOTNOTEПонятов202118-6] Понятов, 2021, с. 18.

[FOOTNOTEПонятов202119-7] Понятов, 2021, с. 19.

[FOOTNOTEПонятов202119—20-8] Понятов, 2021, с. 19—20.

[9] Belolaptikov, I. A. (1995). Results from the Baikal Underwater Telescope (PDF). Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 43 (1–3): 241—244. Bibcode:1995NuPhS..43..241B. doi:10.1016/0920-5632(95)00481-N.

[10] Belolaptikov, I. A. та ін. (1997). The Baikal underwater neutrino telescope: Design, performance, and first results. Astroparticle Physics. 7 (3): 263—282. Bibcode:1997APh.....7..263B. doi:10.1016/S0927-6505(97)00022-4.

[11] . Baikalweb. 6 січня 2005. Архів оригіналу за 31 серпня 2010. Процитовано 30 липня 2008.

[FOOTNOTEПонятов202120-12] Понятов, 2021, с. 20.

[13] К. Вохмянина. Байкальский подводный нейтринный телескоп. оригіналу за 20 серпня 2011. Процитовано 19 травня 2015.

[14] Aynutdinov, V. та ін. (2005). The Baikal neutrino experiment: From NT200 to NT200+. Proceedings of the 29th International Cosmic Ray Conference. 5: 75. Bibcode:2005ICRC....5...75A.

[15] Wischnewski, R. та ін. (2005). The Baikal Neutrino Telescope – Results and Plans. International Journal of Modern Physics A. 20 (29): 6932—6936. arXiv:astro-ph/0507698. Bibcode:2005IJMPA..20.6932W. doi:10.1142/S0217751X0503051X.

[16] Avrorin, A. V. та ін. (2014). Data acquisition system of the NT1000 Baikal neutrino telescope. Instruments and Experimental Techniques. 57 (3): 262—273. doi:10.1134/S002044121403004X.

[GVD1-17] A new neutrino telescope for Lake Baikal – CERN Courier. 22 July 2015.

[18] Первый кластер глубоководного нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба Baikal-GVD вступил в строй на оз. Байкал. пресс-центр Института ядерных исследований. оригіналу за 20 травня 2015. Процитовано 19 травня 2015.

[19] Avrorin, A. V. та ін. (2011). An Experimental String of the NT1000 Baikal Neutrino Telescope (PDF). Instruments and Experimental Techniques. 54 (5): 649—659. doi:10.1134/S0020441211040178.

[FOOTNOTEПонятов202121-20] Понятов, 2021, с. 21.

[21] Пресс-релиз 2020 проекта Baikal-GVD. оригіналу за 28 вересня 2020. Процитовано 21 лютого 2021.

[22] На дне Байкала установили два новых кластера нейтринного телескопа Baikal-GVD [ 2023-04-24 у Wayback Machine.] // ТАСС, 24 апр 2023

[23] Avrorin, A.D. та ін. (2015). Search for neutrino emission from relic dark matter in the Sun with the Baikal NT200 detector. Astroparticle Physics. 62: 12—20. arXiv:1405.3551. Bibcode:2015APh....62...12A. doi:10.1016/j.astropartphys.2014.07.006.

[24] Wischnewski, R. та ін. (2005). The Baikal Neutrino Telescope – Results and Plans. International Journal of Modern Physics A. 20 (29): 6932—6936. arXiv:astro-ph/0507698. Bibcode:2005IJMPA..20.6932W. doi:10.1142/S0217751X0503051X.

[25] Aynutdinov, V. (2006). Search for a Diffuse Flux of High-Energy Extraterrestrial Neutrinos with the NT200 Neutrino Telescope. Astroparticle Physics. 25 (2): 140—150. arXiv:astro-ph/0508675. Bibcode:2006APh....25..140A. doi:10.1016/j.astropartphys.2005.12.005.